有機電致發光材料和裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 聯合研究協議的各方
[0002] 所要求的本發明是由達成聯合大學公司研究協議的以下各方中的一或多者，以以 下各方中的一或多者的名義和/或結合以下各方中的一或多者而作出：密歇根大學董事會 (Regents of the University of Michigan)、普林斯頓大學（Princeton University)、 南加州大學（University of Southern California)以及環宇顯不器公司（Universal Display Corporation)。所述協議在作出所要求的本發明的日期當天和之前就生效，并且 所要求的本發明是因在所述協議的范圍內進行的活動而作出。
技術領域
[0003] 本發明涉及用于供用作發射體的金屬絡合物的新穎配體，和包括所述新穎配體的 裝置，例如有機發光二極管。
【背景技術】
[0004] 出于多種原因，利用有機材料的光電裝置變得越來越受歡迎。用于制造所述裝置 的許多材料相對便宜，因此有機光電裝置具有優于無機裝置的成本優勢的潛力。另外，有機 材料的固有性質（例如其柔性）可以使其非常適合具體應用，例如在柔性襯底上的制造。有 機光電裝置的實例包括有機發光裝置（OLED)、有機光電晶體、有機光伏打電池以及有機光 電檢測器。對于0LED，有機材料可以具有優于常規材料的性能優勢。舉例來說，有機發射層 發光的波長通常可以容易地用適當的摻雜劑調節。
[0005] OLED利用有機薄膜，其在電壓施加于裝置上時發光。OLED正變為用于例如平 板顯示器、照明和背光應用中的越來越引人注目的技術。美國專利第5, 844, 363號、第 6, 303, 238號以及第5, 707, 745號中描述若干OLED材料和配置，所述專利以全文引用的方 式并入本文中。
[0006] 磷光發射分子的一個應用是全色顯示器。針對所述顯示器的行業標準需要適合于 發射具體色彩（稱為"飽和"色彩）的像素。確切地說，這些標準需要飽和的紅色、綠色以 及藍色像素。可以使用所屬領域中熟知的CIE坐標來測量色彩。
[0007] 綠色發射分子的一個實例是三（2-苯基吡啶）銥，其表示為Ir (ppy)3，其具有以下 結構：
[0009] 在本文中的這個圖和后續圖中，我們以直線形式描繪了氮與金屬（在這里是Ir) 的配價鍵。
[0010] 如本文所用，術語"有機"包括可以用于制造有機光電裝置的聚合材料以及小分子 有機材料。"小分子"是指不是聚合物的任何有機材料，并且"小分子"可能實際上相當大。 在一些情況下，小分子可以包括重復單元。舉例來說，使用長鏈烷基作為取代基不會將分子 從"小分子"類別中去除。小分子還可以并入到聚合物中，例如作為聚合物主鏈上的側基或 作為主鏈的一部分。小分子還可以充當樹枝狀的核心部分，所述樹枝狀由一系列建立在核 心部分上的化學殼組成。樹枝狀的核心部分可以是熒光或磷光小分子發射體。樹枝狀可以 是"小分子"，并且據信目前用于OLED領域中的所有樹枝狀都是小分子。
[0011] 如本文所用，"頂部"意指離襯底最遠，而"底部"意指最靠近襯底。在將第一層描 述為"安置"在第二層"上"的情況下，第一層被安置地距襯底較遠。除非規定第一層"與" 第二層"接觸"，否則第一層與第二層之間可以存在其它層。舉例來說，即使陰極與陽極之間 存在各種有機層，仍可以將陰極描述為"安置在"陽極"上"。
[0012] 如本文所用，"溶液可處理的"意指呈溶液或懸浮液形式，都能夠在液體介質中溶 解、分散或傳輸和/或從液體介質沉積。
[0013] 當據信配體直接有助于發射材料的光敏性質時，配體可以被稱為"光敏性的"。當 據信配體不有助于發射材料的光敏性質時，配體可以被稱為"輔助性的"，但輔助性配體可 以改變光敏性配體的性質。
[0014] 如本文所用，并且如所屬領域的技術人員通常將理解，如果第一能級較接近真空 能級，那么第一"最高占用分子軌道"（HOMO)或"最低未占用分子軌道"（LUMO)能級"大于" 或"高于"第二HOMO或LUMO能級。由于將電離電位（IP)測量為相對于真空能級的負能量， 因此較高HOMO能級對應于具有較小絕對值的IP (較不負的IP)。類似地，較高LUMO能級 對應于具有較小絕對值的電子親和性（EA)(較不負的EA)。在頂部是真空能級的常規能級 圖上，材料的LUMO能級高于同一材料的Η0Μ0能級。"較高'?0Μ0或LUMO能級表現為比"較 低" Η0Μ0或LUMO能級更靠近所述圖的頂部。
[0015] 如本文所用，并且如所屬領域的技術人員通常將理解，如果第一功函數具有較高 絕對值，那么第一功函數"大于"或"高于"第二功函數。因為通常將功函數測量為相對于真 空能級的負數，所以這意指"較高"功函數是更負的。在頂部是真空能級的常規能級圖上， 將"較高"功函數說明為在向下方向上距真空能級較遠。因此，Η0Μ0和LUMO能級的定義遵 循與功函數不同的慣例。
[0016] 關于OLED的更多細節和上文所描述的定義可以見于美國專利第7, 279, 704號中， 其以全文引用的方式并入本文中。

【發明內容】

[0017] 本發明公開用于金屬絡合物的新穎配體，所述金屬絡合物適用作有機發光裝置中 的磷光發射體。申請人認為，在配體上并入新的側鏈允許對金屬絡合物的發射色彩進行微 調同時維持良好的裝置效率和裝置使用壽命。
[0018] 根據一個實施例，公開了一種包含新穎化合物的組合物，其中所述化合物能夠在 室溫下充當有機發光裝置的磷光發射體。所述化合物具有至少一個芳環和至少一個取代基 R，其中所述至少一個R中的每一者獨立地選自由以下組成的群組：部分氟化的烷基、部分 氟化的環烷基以及其組合；其中所述至少一個R中的每一者直接鍵結到芳環中的一者，其 中在至少一個R中的每一者中，上面連接有F的C與芳環相隔至少一個碳原子。
[0019] 根據另一個實施例，還提供一種第一裝置，其包含第一有機發光裝置。所述第一有 機發光裝置可以包括陽極、陰極和安置在所述陽極與所述陰極之間的有機層。所述有機層 可以包括具有至少一個芳環和至少一個取代基R的化合物，其中至少一個R中的每一者獨 立地選自由以下組成的群組：部分氟化的烷基、部分氟化的環烷基以及其組合；其中至少 一個R中的每一者直接鍵結到芳環中的一者，其中在至少一個R中的每一者中，上面連接有 F的C與芳環相隔至少一個碳原子。所述第一裝置可以是消費型產品、有機發光裝置和/或 照明面板。
【附圖說明】
[0020] 圖1示出有機發光裝置。
[0021] 圖2示出不具有獨立電子傳輸層的倒置式有機發光裝置。
【具體實施方式】
[0022] -般來說，OLED包含至少一個有機層，其安置在陽極與陰極之間并且與陽極和陰 極電連接。當施加電流時，陽極注入空穴并且陰極注入電子到有機層中。所注入的空穴和 電子各自朝帶相反電荷的電極迀移。當電子和空穴定位在同一分子上時，形成"激子"，其為 具有激發能態的定域電子-空穴對。當激子通過光發射機制弛豫時，發射光。在一些情況 下，激子可以定位在準分子或激發復合物上。非輻射機制（例如熱弛豫）也可能發生，但通 常被視為不合需要的。
[0023] 最初的OLED使用從單態發光（"熒光"）的發射分子，如例如美國專利第4, 769, 292 號中所公開，所述專利以全文引用的方式并入。熒光發射通常在小于10納秒的時間范圍中 發生。
[0024] 最近，已經論證了具有從三重態發光（"磷光"）的發射材料的0LED。巴爾多 (Baldo)等人，"從有機電致發光裝置的高效磷光發射（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices),'， 自然(Nature),第 395 卷，151-154, 1998;( "巴爾多-I"）和巴爾多等人，"基于電致磷光的非常高效綠色有 機發光裝置（Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence) "，應用物理學報（Appl. Phys. Lett.)，第 75 卷，第 3 期，4-6(1999)("巴爾多-II")，其以全文引用的方式并入。在以引用的方式并入的美國專 利第7, 279, 704號第5到6列中更詳細地描述磷光。
[0025] 圖1示出有機發光裝置100。圖不一定按比例繪制。裝置100可以包括襯底110、 陽極115、空穴注入層120、空穴傳輸層125、電子阻擋層130、發射層135、空穴阻擋層140、 電子傳輸層145、電子注入層150、保護層155、陰極160以及屏障層170。陰極160是具有 第一導電層162和第二導電層164的復合陰極。裝置100可以通過依序沉積所描述的層來 制造。在以引用的方式并入的美國專利第7, 279, 704號第6到10列中更詳細地描述這些 各種層以及實例材料的性質和功能。
[0026] 這些層中的每一者有更多實例。舉例來說，在以全文引用的方式并入的美國專利 第5, 844, 363號中公開柔性并且透明的襯底-陽極組合。經p摻雜的空穴傳輸層的實例是 以50:1的摩爾比摻雜有F4-TCNQ的m-MTDATA，如以全文引用的方式并入的美國專利申請公 開案第2003/0230980號中所公開。在以全文引用的方式并入的頒予湯普森（Thompson)等 人的美國專利第6, 303, 238號中公開發射材料和主體材料的實例。經η摻雜的電子傳輸層 的實例是以1:1的摩爾比摻雜有Li的BPhen，如在以全文引用的方式并入的美國專利申請 公開案第2003/0230980號中所公開。在以全文引用的方式并入的美國專利第5, 703, 436 號和第5, 707, 745號中公開陰極的實例，其包括具有例如Mg:Ag的金屬薄層與上覆的透明、 導電、經濺射沉積的ITO層的復合陰極。在以全文引用的方式并入的美國專利第6, 097, 147 號和美國專利申請公開案第2003/0230980號中更詳細地描述阻擋層的原理和使用。在以 全文引用的方式并入的美國專利申請公開案第2004/0174116號中提供注入層的實例。保 護層的描述可以在以全文引用的方式并入的美國專利申請公開案第2004/0174116號中找 到。
[0027] 圖2示出倒置式OLED 200。所述裝置包括襯底210、陰極215、發射層220、空穴 傳輸層225以及陽極230。裝置200可以通過依序沉積所描述的層來制造。因為最常見的 OLED配置具有安置在陽極上的陰極，并且裝置200具有安置在陽極230下的陰極215，所以 裝置200可以稱為"倒置式"0LED。與關于裝置100所描述的材料類似的材料可以用于裝 置200的對應層。圖2提供了可以如何從裝置100的結構省略一些層的一個實例。
[0028] 圖1和2中所說明的簡單分層結構作為非